Опубликована: 05.04.2011 | Уровень: для всех | Стоимость: 990.00 руб. | Длительность: 14 дней
Предлагаемый вашему вниманию курс описывает основные принципы построения операционных систем и алгоритмы, используемые в операционных системах без привязки к конкретным операционным системам. Рассматривается место данного курса в общем своде курсов информатики, понятие операционной системы, эволюция вычислительных систем и функции, которые операционные системы стали выполнять в процессе этой эволюции.
Описывается концепция процесса, планирование процессов и организация их взаимодействия. Рассматривается функционирование подсистем управления памятью, файлами и вводом-выводом, основные принципы построения сетевых операционных систем.
Цель: Цель настоящего курса - дать основные знания о принципах построения и функционирования современных операционных систем.
Необходимые знания: Предполагается, что к моменту изучения курса слушатель овладел курсами "Введение в алгоритмы" и "Введение в архитектуру вычислительных систем". Наиболее важными являются знания структур данных, в особенности организация очередей и таблиц, оценка сложности алгоритмов, организации памяти, системы прерываний, машинных инструкций и отображения конструкций языков программирования в систему команд.

План занятий

ЗанятиеЗаголовок <<Дата изучения
-
Лекция 1
Введение
На лекции рассматривается место данного курса в общем своде курсов информатики; вводится понятие операционной системы; рассматривается эволюция развития операционных систем; описываются функции операционных систем и подходы к построению операционных систем.
-
Лекция 2
Процессы
В лекции описывается основополагающее понятие процесса, рассматриваются его состояния, модель представления процесса в операционной системе и операции, которые могут выполняться над процессами операционной системой.
-
Тест 1
18 минут
-
Лекция 3
Планирование процессов
В лекции рассматриваются вопросы, связанные с различными уровнями планирования процессов в операционных системах. Описываются основные цели и критерии планирования, а также параметры, на которых оно основывается. Приведены различные простейшие алгоритмы планирования от FCFS до SJF.
-
Лекция 4
-
Тест 2
18 минут
-
Лекция 5
Взаимодействие процессов и нити исполнения. Алгоритмы синхронизации
Лекция посвящена вопросам работы нитей исполнения (threads) и основам синхронизации взаимодействия процессов (атомарные операции, interleaving, условия Бернстайна). Вводятся понятия взаимоисключений, race conditions и критических секций, общая схема взаимодействия процессов. Рассматриваются требования к алгоритмам синхронизации и простейшие алгоритмы.
-
Лекция 6
Алгоритмы синхронизации (продолжение). Механизмы синхронизации
Анализируются алгоритмы Петерсона, bakery algorihtm, алгоритмы с использованием специальных команд процессора. Описываются основные механизмы синхронизации: семафоры, мониторы, очереди сообщений.
-
Тест 3
18 минут
-
Лекция 7
Механизмы синхронизации (продолжение). Простейшие схемы управления памятью
Доказывается эквивалентность механизмов синхронизации. Рассматривается иерархия физической памяти вычислительной системы. Вводятся понятие принципа локальности и проблемы разрешения адресов, физического и логического адресных пространств. Описываются схемы связывания адресов, простейшие схемы управления памятью, понятия внешней и внутренней фрагментации.
-
Лекция 8
-
Тест 4
18 минут
-
Лекция 9
-
Лекция 10
Управление памятью (окончание). Управление файловыми системами
На лекции рассматриваются глобальные алгоритмы управления памятью, thrashing и борьба с ним. Вводятся понятия файла как абстрактного объекта и операций над этими объектами, внутреннего и внешнего структурирования файлов и операций, связанных с наличием структуры. Описываются схемы выделения дискового пространства под файлы.
-
Тест 5
18 минут
-
Лекция 11
Управление файловыми системами ( окончание). Подсистема ввода-вывода
Описываются схемы учета незанятого дискового пространства, структура файлов-директорий, операции связывания файлов. Рассматриваются аппаратные основы организации ввода-вывода, регистры контроллеров устройств.
-
Лекция 12
-
Лекция 13
Подсистема ввода-вывода (окончание). Сетевые операционные системы
Первая часть лекции посвящена алгоритмам планирования запросов к устройствам ввода-вывода. Во второй части лекции рассматриваются основные принципы построения сетевых операционных систем (отличие взаимодействия локальных и удаленных процессов и связанные с этим проблемы и способы их решения).
-
Тест 6
27 минут
-
5 часов
-